[논문 리뷰] Chemical abundances for the transiting planet host stars OGLE-TR-10, 56, 111, 113, 132 and TrES-1. Abundances in different galactic populations

N. C. Santos, A. Ecuvillon외 7명|ArXiv.org|2006. 06. 30.

Stellar, planetary, and galactic studies참고 문헌 42인용 수 25

한 줄 요약

이 연구는 UVES/VLT 데이터를 사용하여 6개의 전행 외계행성 공전 별(OGLE-TR-10, 56, 111, 113, 132 및 TrES-1)에서 16개 원소에 대한 고해상도 스펙트로스코픽 원소 농도 측정치를 제시한다. 고금속도와 가까운 거리의 기상 행성을 지닌 이 별들이라도 태양계 근방의 디스크 별들과 비교해 [X/Fe] 비율에 유의미한 차이가 없었으며, 응축 온도 경향에 따른 행성 물질의 비균형 응축적 축적 증거도 발견되지 않았다.

ABSTRACT

We used the UVES spectrograph (VLT-UT2 telescope) to obtain high-resolution spectra of 6 stars hosting transiting planets, namely for OGLE-TR-10, 56, 111, 113, 132 and TrES-1. The spectra are now used to derive and discuss the chemical abundances for C, O, Na, Mg, Al, Si, S, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu and Zn. Abundances were derived in LTE, using 1-D plane-parallel Kurucz model atmospheres. For S, Zn and Cu we used a spectral synthesis procedure, while for the remaining cases the abundances were derived from measurements of line-equivalent widths. The resulting abundances are compared with those found for stars in the solar neighborhood. Distances and galactic coordinates are estimated for the stars. We conclude that besides being particularly metal-rich, with small possible exceptions OGLE-TR-10, 56, 111, 113, 132 and TrES-1 are chemically undistinguishable from the field (thin disk) stars regarding their [X/Fe] abundances. This is particularly relevant for the most distant of the targets, located at up to ~2 Kpc from the Sun. We also did not find any correlation between the abundances and the condensation temperature of the elements, an evidence that strong accretion of planetary-like material, tentatively connected to planetary migration, did not occur.

연구 동기 및 목표

• 6개의 전행 행성 공전 별에서 핵심 원소(C, O, Na, Mg, Al, Si, S, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn)의 정밀한 화학 농도를 결정하기 위해.
• 일부 행성 형성 모델에서 제안한 것처럼, 이 별들의 고금속도가 행성 물질의 축적 때문인지 조사하기 위해.
• 거리와 은하 좌표를 추정하여 이 별들의 은하적 분포 및 운동 성질을 평가하기 위해.
• 이 별들의 [X/Fe] 농도 패턴을 태양계 근방의 필드 별들과 비교하여 화학적 유사성을 평가하기 위해.
• 행성 축적의 징후로서 원소 농도와 응축 온도 간의 상관관계가 있는지 테스트하기 위해.

제안 방법

• VLT-UT2 Kueyen 망원경에 장착된 UVES 분광계를 사용하여 고해상도(R ~ 40,000) 및 고신호대비비율(S/N > 100) 스펙트럼을 확보하였다.
• 스펙트럼 선 분석을 통해 별 대기 파rameters(Teff, log g, 미세 turbulent)를 유도하고, 이를 바탕으로 원소 농도를 계산하였다.
• 대부분의 원소에 대해 고립된, 겹치지 않는 선의 등가폭 측정치를 사용하여 농도를 유도하였다.
• S, Zn, Cu의 경우 선 블렌딩 또는 약한 선 강도로 인해 스펙트럼 합성 기법을 사용하였다.
• 1차원 평판 평형 모델 대기(Kurucz)를 사용하여 국소 열역학 평형(LTE) 조건에서 농도를 계산하였다.
• 관측된 등급, 간섭성 우주 먼지 보정, 별의 효율적 온도를 기반으로 거리와 은하 좌표를 추정하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 전행 행성 공전 별 OGLE-TR-10, 56, 111, 113, 132 및 TrES-1은 [X/Fe] 농도 비율에서 태양계 근방의 필드 별과 화학적으로 다를까?
• RQ2 다양한 응축 온도를 가지는 원소의 농도가 행성 물질의 축적 징후로 나타나는 체계적인 경향을 보일까?
• RQ3 이 별들의 은하적 거리와 위치는 무엇이며, 태양계 근방 분포와 비교해 어떻게 다를까?
• RQ4 이 별들의 고금속도는 행성계 물질의 오염 때문인지, 아니면 초기 형성 상태인가?
• RQ5 이 별들의 농도 패턴은 금속성 높은 별이 기상 행성을 더 많이 가질 가능성이 있다는 가설을 지지하는가, 아니면 반박하는가?

주요 결과

• 6개의 행성 공전 별 모두 금속성 높은 별이며, [Fe/H] 값은 TrES-1의 +0.06에서 OGLE-TR-132의 +0.37 사이로 이전 연구 결과와 일치한다.
• 행성 공전 별과 태양계 근방의 디스크 별 간에 [X/Fe] 농도 비율에 유의미한 차이가 없었으며, 이는 서로 다른 은하 중심 거리에도 불구하고 화학적으로 유사함을 시사한다.
• OGLE-TR-10과 OGLE-TR-56는 태양 고리 이내 1 kpc 이상 안쪽에 위치해 있으며, OGLE-TR-111, 113, TrES-1은 태양과 유사한 은하 중심 반경에 위치해 있다.
• OGLE-TR-113의 Tcond-기울기는 -33 dex/100,000 K로 매우 급격한 편이지만, 이는 단일로 불확실한 탄소 선 때문이며, 탄소를 제외하면 기울기는 -5 dex/100,000 K로 여전히 정상 범위 내에 있다.
• 표본 전반에 걸쳐 원소 농도와 응축 온도 간에 명확한 상관관계가 발견되지 않아, 행성 물질의 비균형적 축적에 대한 강력한 증거가 없다는 것을 시사한다.
• [X/Fe] 대 Tcond의 경향성이 없음을 고려할 때, 이 별들의 고금속도가 최근에 금속성 높고 비휘발성 물질이 적은 행성 물질을 축적한 것 때문이 아니라는 가정이 지지된다.